Proyecto de un generador van de graff

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZEULA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
U.E. COLEGIO “MARÍA DE LOURDES PERERA”
BARQUISIMETO. ESTADO LARA
CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR VAN DE GRAF COMO
ESTRATÉGIA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑAZA Y
APRENDIZAJE DE LA ELECTROESTÁTICA DEL
QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA GENERAL
DE LA UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO
“MARÍA DE LOURDES PERERA”
PARROQUIA SANTA ROSA
AÑO ESCOLAR
2012-2013
BARQUISIMETO, JUNIO 2013

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZEULA
CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR VAN DE GRAF COMO
ESTRATÉGIA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑAZA Y
APRENDIZAJE DE LA ELECTROESTÁTICA DEL
QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA GENERAL
DE LA UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO
“MARÍA DE LOURDES PERERA”
PARROQUIA SANTA ROSA
AÑO ESCOLAR
2012-2013
AUTORES
NAVA MARIANNY
QUINTERO LORENA
ROMERO JOSÉ
TUTOR: MONTILLA YOMBER
ASESOR: PROF. BENÍTEZ LUIS
BARQUISIMETO, JUNIO 2013

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CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
Con el paso de los años el ser humano se ha cuestionado sobre todo lo que le
rodea, generando una gran revolución en el pensamiento, pudiendo reconocer las
reglas que rigen la naturaleza y permiten descubrir sus secretos, otorgando los
resultados a las fuerzas materiales que interactúan. La inquietud del hombre, su
ambición por conocer más y más lo han llevado a experimentar e investigar todo
aquello que nos rodea, tal como lo expresa Abad y otros (1999) “el hombre tiene la
necesidad de investigar el porqué de las cosas, por sus causas, de ir en busca de la
verdad; una verdad que está al alcance de todos y que solamente se necesita para
alcanzarla” (pág. 190).
En este mismo orden de ideas es importante resaltar que hechos tan simples
como la caída de una manzana, hasta el experimento más sofisticado, puede dar
respuestas y hacer comprender la visión del ser en el mundo en el que se encuentra,
dando origen a ciencias que soporten dichas experiencias, entre ellas la física. Con
respecto a esto, Hernández (2011) destaca que “La física no es sólo
una ciencia teórica; es también una ciencia experimental la cual busca que sus
conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos pudiendo realizar
predicciones de experimentos futuros” cabe destacar que la física se ha especializado
tanto que ha dado lugar a una separación de los físicos que se dedican a la teoría y
otros que se dedican a los experimentos.
Así mismo López (2011) sostiene que “la cultura de la investigación en física en
los últimos tiempos se ha especializado tanto que ha dado lugar a una separación de

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los físicos, donde los que experimentan demuestran la utilidad de instrumentos y el
descubrimiento de nuevas teorías” así pues se logra mediante la experimentación e
implementación de instrumentos desarrollar teorías de gran beneficio a corto y
mediano plazo.
En este sentido cabe destacar que la implementación de dispositivos o artefactos
que permiten la electrización por contacto han permitido dilucidar muchas ideas que
conllevan a postular teorías. Uno de los artefactos que han influido en ello es el
generador de Van de Graff, el cual es descrito por Díaz (2010) como “un artefacto
que crea diferencias de potencial o tensiones, produciendo por ello grandes voltajes,
que permiten sostener teorías de física nuclear y de partículas” de esta forma el
generador de Van de Graff ha contribuido a la elaboración de teorías.
En relación al ámbito educativo, se hace necesario implementar artefactos
que fomenten la física experimental es por ello que Avendaño (2012) expresa que “el
desarrollo experimental en busca del aprendizaje significativo, implica exigir a los
estudiantes análisis y reflexión sobre cada una de las fases de la resolución de un
problema” en base a esto la articulación de conocimientos que van a ser construidos
deberán basarse en las experiencias que permitan llegar a ellos mediante el uso por
parte del docente de artefactos como el generador Van de Graff a fin de desarrollar
muchas y distintas experiencias y explicarlas a distintos niveles.
Con respecto a las instituciones educativas del estado Lara, éstas no escapan a
esta realidad, puesto que se tiene como objetivo la comprensión de los conceptos
científicos en la física por parte de los estudiantes y que está asociada al que hacer
científico, con respecto a esto Segura (2002) expresa que:
Los estudiantes estarían produciendo ciencia en una práctica de laboratorio
de física donde se puede afirmar, que ellos están formando su pensamiento
para entender la ciencia y sus formas de producción mediante la utilización
de generadores como el de Van de Graff. (p.65).

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Es así como esta estrategia de trabajo por medio de artefactos busca unir el
trabajo experimental con el aprendizaje de conceptos, leyes con algún significado
para los estudiantes, enfatizando en el papel activo que juegan en su proceso
formativo.
Con respecto al planteamiento anterior, cabe destacar, el resultado obtenido en el
estudio realizado por Letosa Fleta y otros (2000) en Zaragoza, titulado Materiales
para demostraciones en clases, en el cual un 90% de los estudiantes encuestados
consideraron muy útil o útil las experiencias en clase para entender mejor la teoría
que se explica, razón por la cual surge la inquietud de los investigadores para llevar a
cabo este proyecto.
Por lo antes expuesto, y dada la experiencia de los autores en las clases de física
de 5to año de Educación Media General, específicamente, en el contenido cargas
eléctricas, y la dificultad para entender algunos de sus procesos en las actividades
prácticas, surgen las siguientes interrogantes: ¿Existe la necesidad de diseñar un
Generador de Van de Graff para dotar el laboratorio de física de la institución “María
de Lourdes Perera”? ¿Se requiere elaborar y promover prácticas de laboratorio
utilizando el generador Van de Graff como recurso didáctico? ¿Es necesario
comprobar cómo funciona el Generador electrostático para ser usado en las prácticas
de laboratorio?
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
General
Construir un generador Van de Graff como estrategia didáctica para la
enseñanza-aprendizaje de las cargas eléctricas de quinto año de Educación Media
General del Colegio “María de Lourdes Perera” de Barquisimeto estado Lara
Específicos

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1. Diagnosticar la necesidad de construir un Generador Van de Graff para ser
utilizado como estrategia didáctica para la enseñanza-aprendizaje de las cargas
eléctricas del quinto año de Educación Media General del Colegio “María de
Lourdes Perera” de Barquisimeto estado Lara.
2. Elaborar un Generador Van de Graff como estrategia didáctica para la
enseñanza-aprendizaje de las cargas eléctricas del quinto año del Colegio “María de
Lourdes Perera” de Barquisimeto estado Lara.
3. Comprobar el funcionamiento del Generador Van de Graff a través de una clase
práctica aplicada por el experto: Profesor Luis Benítez dirigida a los estudiantes de
quinto año del Colegio “María de Lourdes Perera” de Barquisimeto estado Lara.
Justificación
La mayoría de los estudiantes considera la Física como una asignatura difícil,
que es necesario aprobar para pasar al siguiente año o graduarse. De allí la
importancia de poseer un generador de Van de Graff en el laboratorio que apoye el
proceso de enseñanza-aprendizaje de la electrostática, de tal manera que los
estudiantes desarrollen una actitud positiva hacia el estudio de la física, especialmente
en lo referente a las cargas eléctricas, se sientan motivados y pueda abordarse esta
asignatura de manera más amena, logrando con esto, un aprendizaje significativo. Así
mismo, el Generador Van de Graff, será un complemento o ayuda en la tarea del
docente de física.
Todos los beneficios mencionados anteriormente, son los que justifican la
construcción del Generador Van de Graff, el cual será donado al Colegio “María de
Lourdes Perera” y de esta manera contribuir con la enseñanza- aprendizaje de las
cargas eléctricas en la asignatura física, beneficiando así a los próximos estudiantes
de 5to año de Educación Media General.
ALCANCES Y LIMITACIONES

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Alcances
La utilización del generador como estrategia didáctica, en la práctica sobre las
cargas eléctricas, dictada por el especialista, logró reforzar en los estudiantes
conocimientos sobre los fenómenos electrostáticos, tales como la electrización por
contacto e inducción de cargas.
Así mismo, el uso del generador como estrategia didáctica en la actividad
práctica entusiasmó a los estudiantes, para participar activamente en el desarrollo del
tema, para conocer los distintos experimentos que se pueden realizar con el uso del
generador tal como encender un bombillo, carga y repulsión con tiras de papel, entre
otras actividades que se pueden realizar con el generador.
La construcción del generador nos permitió adquirir conocimientos en cuanto
a la elaboración de nuevos equipos que pueden ser utilizados en las actividades
prácticas, contribuyendo al aprendizaje significativo de la materia.
Limitaciones
- El generador debe utilizarse en un ambiente libre humedad para que tenga un
mejor funcionamiento y se puedan apreciar mejor los distintos fenómenos
electrostáticos.
- Las planificaciones escolares de Educación Media General tiene un déficit de las
horas dentro del aula que dificultan la investigación bibliográfica y la construcción de
herramientas, aparatos, instrumentos, entre otros; que faciliten un contenido
específico.
- La disponibilidad económica que tengan muchas instituciones evita la compra de
suficientes equipos para mantener el interés de los estudiantes en las clases prácticas.

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- La falta de aparatos que pueden ser utilizados en las actividades académicas
como estrategias didácticas para la enseñanza de la electrostática impiden el
aprendizaje significativo de este objetivo en los estudiantes del quinto año del colegio
“María de Lourdes Perera de Barquisimeto.
- El generador generalmente se realiza con un cilindro acrílico, el cual no se pudo
adquirir debido a que es un material de alto costo.
- La adquisición de la banda elástica fue de gran dificultad puesto que es un
material de alto costo y difícil de encontrar en el país.

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CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la Investigación
Desde el principio de la historia el hombre ha tratado de explicar ciertos
fenómenos de la vida mediante experimentos. Figueroa y Otros (2010) afirman el
hombre ha tratado de experimentar un sinnúmero de cosas, grandes descubrimientos
son producto de ello. Actualmente, infinidad de experimentos se basan en los
principios fijados de las diversas ciencias tales como la física, química y la
astronomía (pag 3).
En la física se han desarrollado diversos inventos, en los cuales se encuentran
generadores electrostáticos capaces de producir altísimas tensiones con una pequeña
intensidad de corriente. Hoy en día más que todo se utilizan exclusivamente para
demostraciones escolares. Ejemplos de estos generadores son el Electróforo, la
máquina de Wimshurst y el Generador Van de Graff, con estos inventos se podía
generar y almacenar electricidad en grandes cantidades, pero el flujo eléctrico que se
obtenía era de muy corta duración, aun cuando podía ser de gran intensidad.
El Generador Van de Graff fue el primer generador electrostático construido
en el 1931 y desde entonces no sufrió modificaciones sustanciales. Sin embargo se
han hecho varios trabajos emulando dicho generador, entre los que se pueden
mencionar:
Como Cantor (2010) construyó un “Generador de Van de Graff, en
Colombia, cuyo objetivo fue demostrar mediante un experimento de laboratorio la

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importancia de la energía estática, por medio de un generador de Van de Graff,
concluyendo que al darle energía al motor a través del cargador se produce un
movimiento continuo que genera una fricción entre el vidrio y el cobre. Al estar en
movimiento continuo el caucho, se liberan unos electrones los cuales hacen que se
cargue la lata y producen el campo magnético. La energía que se transporta
del medio conductor al cuerpo siempre busca la salido por los pelos de la cabeza,
haciendo que estos se paren y que la energía estática es lo que produce que las bandas
obtengan electrones y así poderlos transmitir a la lata para que se pueda completar el
experimento
Así mismo, Figueroa y Otros (2010) en el instituto tecnológico de Villa
Hermosa, México, se plantearon comprobar los diversos fenómenos electrostáticos
que se pueden realizar mediante un Generador de Van de Graaff llevándolos a la
práctica y utilizando sus conocimientos y aptitudes. Al realizar el Generador de Van
de Graff se pudo constatar de la veracidad de los principios físicos que hacen que se
produzca la energía, lográndose comprobar los diferentes fenómenos electrostáticos.
Al igual Castel y Cristiano (2012) de la Fundación de Educación Superior,
San José de Costa Rica, Construyeron un generador de Van der Graff con materiales
sencillos y demostraron que funciona el experimento al pegar una cinta, papelitos o
tiras de papel a una lata, los cuales muestran los cambios electromagnéticos con su
movimiento.
En Venezuela también se han realizado estudios acerca del Generador de
Van de Graff, entre ellos se encuentra el siguiente:
Montilla y Blanco (2010) realizaron un trabajo en la Universidad Pedagógica
Experimental Libertador de Barquisimeto, titulado Construcción de un generador de
Van der Graff con sus respectivas actividades didácticas para contribuir a la mejora
del laboratorio de electromagnetismo del instituto pedagógico de Barquisimeto “Luis

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Beltrán Prieto Figueroa”, el cual se ubica en la modalidad de proyecto especial y
descriptivo, y concluyendo que el valor de la experimentacion como herramienta
efectiva en la enseñanza de la física es por todas conocidas y de hecho existen
universidades de reconocido liderazgo que han acumulado una gran experiencia en
esta área, es por ello, que se desea erradicar del laboratorio todas estas excusas y
presentar una herramienta que permita el desarrollo de una serie de actividades
didácticas relacionadas, que redunde en establecer una relación inequívoca entre los
contenidos electrostáticos y el generador de Van der Graff.
Así mismo, Prada y Otros ( 2012) estudiantes de la UCV, Caracas,
realizaron un estudio titulado “Con los pelos de punta” cuyos objetivos eran
consultar información del generador de Van de Graaff, Diseñar un generador a
pequeña escala, para realizar comprobaciones y registrarlas mediante un video,
obteniendo los siguientes resultados: las tiras de papel adquieren la misma carga y se
repelen las unas con las otras. Las tiras se paran como los pelos en la espalda de un
gato. Al acercar la esfera se observa un rayo de una pulgada de largo, que va desde el
generador de Van de Graff hacia la esfera cubierta de conectada a tierra. Se observa
que los pelos de la persona se ponen de punta e incluso momentos después de alejar
el brazo de la esfera, pero se bajan cuando la persona abandona la superficie aislante
debido a que la carga se aterriza.
Además Barrera y otros (2012) construyeron un generador Van der Graff en
San Antonio, Táchira cuyo objetivo era que las personas se den de cuenta lo que
puede hacer la fuerza electrostática y los generadores de Van De Graff son máquinas
especiales que se utilizan para que los estudiantes de física comprendan los
fenómenos electrostáticos.
BASES TEÓRICAS
La educación en Venezuela es concebida como un proceso donde el estudiante
interviene activamente en su aprendizaje, buscando su desarrollo integral, por lo

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tanto, el docente ya no puede ser un simple transmisor de conocimientos, sino que
debe introducir innovaciones y modificaciones en el uso de estrategias didácticas que
faciliten el proceso enseñanza-aprendizaje de las diferentes asignaturas del pensum de
estudio.
En este sentido, Ocasio de Rodríguez (2001) expresa:
La enseñanza es el cultivo de conocimientos, destrezas y actitudes
enmarcados en un conjunto de actividades que el docente diseña, presenta
y comparte con sus estudiantes. Por lo tanto, los métodos y estrategias
utilizados para lograr el éxito académico en los estudiantes son
importantes.
Así mismo, Rangel (2012) afirma que “la educación requiere
experimentar transformaciones cada día, utilizando estrategias didácticas que
motiven la atención de los estudiantes y los conduzca al placer del
conocimiento, y de hacerles vivir la escuela como un espacio para aprender a
conocer y hacer”.
De igual manera, Avendaño y Otros (2012) afirman que la motivación de
los estudiantes se debe inicialmente al cambio de actividad de una clase teórica
para una clase práctica, en especial en las áreas de ciencias, como la física.
Para Montilla y Blanco (2010)
La importancia de realizar actividades experimentales para enseñar física,
considerando que en las mismas el estudiante tiene un rol protagónico
que le va a permitir adquirir una mejor óptica de los conceptos, leyes,
hipótesis y principios por el cual se rigen todos los fenómenos naturales.
Cabe destacar que las actividades prácticas son consideradas un complemento
de la teoría, que permite afianzar de manera significativa los objetivos desarrollados.
Según Hodson (1994) citado por Franco (2010) el trabajo práctico de laboratorio
sirve:
1. Para motivar, mediante la estimulación del interés y la diversión.
2. Para enseñar las técnicas de laboratorio.

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3. Para intensificar el aprendizaje de los conocimientos científicos.
4. Para proporcionar una idea sobre el método científico, y desarrollar la
habilidad en su utilización.
5. Para desarrollar determinadas "actitudes científicas", tales como la
consideración de las ideas y sugerencias de otras personas, la objetividad y la
buena disposición para no emitir juicios apresurados.
Igualmente, García (2010) expresa que:
Las prácticas de laboratorio deberían de ir coordinadas con las clases de
teoría y de problemas. Sin embargo, varias circunstancias hacen que esto
no sea siempre posible a causa de la distribución horaria, el número de
horas disponibles para el laboratorio, número de alumnos, y la
disponibilidad económica para la compra de suficientes equipos para
mantener activos a los estudiantes.
Generador Van de Graaff
Es una máquina electrostática inventada en 1931 por Robert Jamison Van de
Graaff., quien se destacó por su diseño y construcción de generadores de alta tensión.
Las investigaciones de Van de Graff le llevaron a la construcción de grandes aparatos
electrostáticos capaces de acelerar enormemente las partículas eléctricas, de gran
utilidad en la física atómica y experimentos en física nuclear en los que se aceleraban
partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos a gran velocidad. El
primer modelo funcional fue exhibido en octubre de 1929 y para 1931 Van de Graaff
había producido un generador capaz de alcanzar diferencias de potencial de 1 mega
voltio.
En la actualidad existen generadores de electricidad capaces de alcanzar
diferencias de voltaje muy superiores al generador de Van de Graaff pero
directamente emparentados con él. Sin embargo, en la mayor parte de los
experimentos modernos en los que es necesario acelerar cargas eléctricas se utilizan
aceleradores lineales con sucesivos campos de aceleración y ciclotrones.

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Para Lambea (2002) el generador de Van der Graff se define como:
“un aparato que permite experimentar con fenómenos electrostáticos asociados
a conductores cargados muy difíciles de intuir, como la distribución de cargas
en conductores huecos en equilibrio, la carga por inducción o la tierra como
camino para la circulación libre de carga. También pueden estudiarse
fenómenos de apantallamiento del campo electrostático en el interior de un
conductor o realizar experimentos para interpretar la ley de Gauss”.
Se basa en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga.
Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en
las puntas.
Existen dos modelos básicos de generador:
 el que origina la ionización del aire situado en su parte inferior, frente a la
correa, con un generador externo de voltaje (un aparato diferente conectado a
la red eléctrica y que crea un gran voltaje)
 el que se basa en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el
motor externo sólo se emplea para mover la correa y la electrización se
produce por contacto. Podemos moverlo a mano con una manivela y funciona
igual que con el motor. Este se corresponde con el modelo realizado.
Consta de:
1.- Una esfera metálica hueca en la parte superior.
2.- Una columna aislante de apoyo que no se ve en el diseño de la izquierda, pero que
es necesaria para soportar el montaje.
3.- Dos rodillos de diferentes materiales: el superior, que gira libre arrastrado por la
correa y el inferior movido por un motor conectado a su eje.
4.- Dos “peines” metálicos (superior e inferior) para ionizar el aire. El inferior está
conectado a tierra y el superior al interior de la esfera.
5.- Una correa transportadora de material aislante (el ser de color claro indica que no
lleva componentes de carbono que la harían conductora).

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6.- Un motor eléctrico montado sobre una base aislante cuyo eje también es el eje del
cilindro inferior. En lugar del motor se puede poner un engranaje con manivela para
mover todo a mano.
Según Figueroa (2010) un generador de Van der Graff no funciona en el vacío. La
eficacia depende de los materiales de los rodillos y de la correa interna de la esfera.
El mismo autor afirma que los principios en que se basa el Generador de Van de
Graff son:
 Electrización por frotamiento -triboelectricidad
 Faraday explicó la transmisión de carga a una esfera hueca. Cuando se
transfiere carga a una esfera tocando en su interior, toda la carga pasa a la
esfera porque las cargas de igual signo sobre la esfera se repelen y pasan a la
superficie externa. No ocurre lo mismo si tratamos de pasarle carga a una
esfera (hueca o maciza) tocando en su cara exterior con un objeto cargado. De
esta manera no pasa toda la carga.
 Inducción de carga. Efecto de las puntas: ionización.
La Electricidad
(Del griego ήλεκτρον elektron, cuyo significado es ámbar) es el conjunto de
fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se
origina por el movimiento de los electrones de algún material conductor. Al igual que
los átomos y los imanes, las moléculas de electricidad tienen los dos tipos de carga,
positiva y negativa. Cuando las cargas son de signos opuestos,
se atraen. Las cargas positivas atraen las cargas negativas, pero si las
cargas son iguales se rechazan entre sí.
Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos,
la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

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La electricidad creada por frotación se llama estática y la transmitida por corriente es
la electricidad dinámica.
Las cargas eléctricas producen campos electromagnéticos que interaccionan
con otras cargas. La electricidad se manifiesta en varios fenómenos:
1. Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que
determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada
produce y es influenciada por los campos electromagnéticos.
2. Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas
eléctricamente; se mide en amperios.
3. Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga
eléctrica incluso cuando no se está moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza
en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas.
Además las cargas en movimiento producen campos magnéticos.
El fenómeno de la electricidad ha sido estudiado desde la antigüedad, pero su
estudio sistemático no comenzó hasta los siglos XVII y XVIII. A finales del siglo
XIX los ingenieros lograron aprovecharla para uso residencial e industrial. Su rápida
expansión de tecnología eléctrica transformó la industria y la sociedad en esta época.
La electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de
aplicaciones, así por ejemplo transporte, climatización, iluminación
y computación. Es la columna vertebral de la sociedad industrial moderna.
Electricidad Estática
El término electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso
de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de
manera que la acumulación de carga persiste. Los efectos de la electricidad estática
son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso
llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga

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del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor eléctrico u otro objeto con un
exceso de carga.
Se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana
contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de
frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se
reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más
favorables, o cuando partículas ionizadas se depositan en un material, como por
ejemplo, ocurre en los satélites al recibir el flujo del viento solar.
La chispa asociada a la electricidad estática está causada por la
descarga electrostática que se produce cuando el exceso de carga es neutralizado por
un flujo de cargas desde el entorno al objeto cargado o desde éste hacia su entorno. El
choque eléctrico que notamos cuando recibimos una descarga electrostática se debe a
la estimulación de los nervios cuando la corriente neutralizadora fluye a través del
cuerpo humano. Gracias a la presencia de agua que hay en todo el mundo y que se
mueve, las acumulaciones de carga no llegan a ser lo suficientemente importantes
como para causar corrientes peligrosas.
Campo Eléctrico
Es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la
interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como
en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos
eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero
las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk
Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en
cuenta la variación del campo magnético.

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Efecto Triboeléctrico
Se denomina triboelectricidad al fenómeno de electrificación por frotamiento.
Causado por el contacto con otro material. La polaridad y la fuerza de las cargas
producidas se diferencian según los materiales, la aspereza superficial, la temperatura,
la tensión, y otras características.
Aunque la palabra viene del griego para el "frotamiento", los "tribos", los dos
materiales necesitan solamente entrar en contacto y después separarse para que los
electrones sean intercambiados. Después de entrar en contacto, un vínculo químico se
forma entre algunas partes de las dos superficies, llamado adherencia, y las cargas se
mueven a partir de un material al otro para igualar su potencial. Esto es qué crea el
desequilibrio neto de la carga entre los objetos. Cuando están separadas, algunos de
los átomos consolidados tienen una tendencia a guardar electrones adicionales.
El efecto es de una importancia industrial considerable en términos de la
seguridad y del daño del potencial a los productos manufacturados. La chispa
producida puede completamente encender los vapores inflamables, como por
ejemplo, de la gasolina o del éter. En el caso de la fabricación del textil esto puede
conducir a una marca mugrienta permanente donde se ha cargado el paño. Algunos
dispositivos electrónicos, como sucede con los circuitos integrados tipo CMOS
(Complementary metal-oxide-semiconductor) y los transistores tipo MOSFET
(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Tffect Transistor), se pueden destruir
accidentalmente por descarga estática de alto voltaje. Tales componentes se
almacenan generalmente en una espuma conductora para su protección.
Ionización
La ionización es el fenómeno químico o físico mediante el cual se
producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al

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exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutro. A la especie
química con más electrones que el átomo o molécula neutros se le llama anión, y
posee una carga neta negativa, y a la que tiene menos electrones catión, teniendo una
carga neta positiva. Hay varias maneras por las que se pueden formar iones de átomos
o moléculas.
En los procesos físicos se suelen separar los electrones de una molécula
neutra. Para lograrlo hay que aportar la energía necesaria. Esto es posible calentando
hasta una elevada temperatura, mediante irradiación ionizante por ejemplo, luz
ultravioleta, rayos X o radiactividad alfa, beta o gamma, aplicando campos
eléctricos fuertes, o bombardeando una muestra con partículas. Se genera de esta
forma una partícula con carga positiva además de un electrón libre.
Los procesos de ionización están implicados en la formación del rayo durante
las tormentas, en la generación de luz en las pantallas de plasma, en las lámparas
fluorescentes y son la base de la espectroscopia de masas.
Bases Legales
Las bases legales que sustentan este estudio parten de los planteamientos
establecidos en la Constitución Nacional de la República Bolivariana de Venezuela
(2000) y de la Ley Orgánica de Educación (2009).
De acuerdo a lo anterior, la Carta Magna expresa en su Capítulo VI: De los
Derechos Culturales y Educativos en sus artículos: 102 y 110 lo siguiente:
Artículo 102:
La educación es un derecho humano y un deber social fundamental... El Estado la
asumirá como función indeclinable y de máximo interés en todos sus niveles y
modalidades, y como instrumento del conocimiento científico, humanístico y
tecnológico al servicio de la sociedad…La educación es un servicio
público…con la finalidad de desarrollar el potencial creativo de cada ser
humano…

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Artículo 110:
“El Estado reconocerá el interés público de la ciencia, la tecnología, el
conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios de información
necesarios por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo económico,
social y político del país…”
Conforme a lo establecido en la Ley Orgánica de Educación LOE (2009) el
Capítulo I: Disposiciones Fundamentales de Educación y Cultura en su artículo 4
dispone:
La educación como derecho humano y deber social fundamental
orientada al desarrollo del potencial creativo de cada ser humano en
condiciones históricamente determinadas, constituye el eje central en la
creación, transmisión reproducción de las diversas manifestaciones y
valores culturales, invenciones, expresiones, representaciones y
características propias para apreciar, asumir y transformar la realidad.
Así mismo, en los Fines de la Educación, la LOE, establece en su artículo
15 parágrafo 1:
Desarrollar el potencial creativo de cada ser humano para el pleno
ejercicio de su personalidad y ciudadanía, en una sociedad democrática
basada en la valoración ética y social del trabajo liberador y en la
participación activa, consciente, protagónica, responsable y solidaria,
comprometida con los procesos de transformación social…
Definición de términos básicos
Ciclotrón: es un tipo de acelerador de partículas ideado en 1931 por Ernest
Lawrenceen la Universidad de Berkley (California). El método directo de
acelerar iones utilizando la diferencia de potencial presentaba grandes dificultades
experimentales asociados a los campos eléctricos intensos. El ciclotrón evita estas
dificultades por medio de la aceleración múltiple de los iones hasta alcanzar elevadas
velocidades sin el empleo de altos voltajes.
Corriente alterna: es la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido
varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente
utilizada es la de una oscilación senoidal o forma del seno, puesto que se consigue

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una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se
utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Corriente continua: es el flujo continuo de electrones a través de
un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente
alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma
dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente
constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
Empíricamente: es un resultado inmediato de la experiencia, que solo se
funda en la observación de los hechos.
Electrización: cargar un cuerpo ya sea positiva o negativamente.
Electróforo: es un generador de electricidad estática de tipo capacitivo
formado por un condensador de plato simple, operado manualmente. Produce cargas
electrostáticas mediante un proceso de inducción electrostática. Fue inventado en
1762 por el profesor Johannes Carl Wilcke. Luego el científico italiano Alessandro
Volta perfeccionó y popularizó este dispositivo en 1775.
Esterilización: significa la eliminación de toda forma de vida de un medio o
material, lo que se lleva a cabo generalmente por medios físicos, por ejemplo,
filtración, o por muerte de los organismos por calor, productos químicos u otra vía.
Esta definición excluye por lo tanto cualquier técnica que resulte solamente en un
daño a los microorganismos o atenuación de la actividad de cualquier tipo.
Éter: En algunas teorías obsoletas, el éter era una
hipotética sustancia extremadamente ligera que se creía que ocupaba todos los
espacios vacíos como un fluido. En las creencias griegas el éter era una sustancia
brillante que respiraban los dioses, en contraste con el pesado aire que respiran los
mortales.
Experimento: es un procedimiento mediante el cual se trata de comprobar,
confirmar o verificar una o varias hipótesis relacionadas con un
determinado fenómeno, mediante la manipulación y el estudio de las correlaciones de
las variables que presumiblemente son su causa. En un experimento se consideran
todas las variables relevantes que intervienen en el fenómeno, mediante la

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manipulación de las que presumiblemente son su causa, el control de las variables
extrañas y la alteración de las restantes. Estos procedimientos pueden variar mucho
según las disciplinas, pero persiguen el mismo objetivo, excluir explicaciones
alternativas diferentes a la variable manipulada en la explicación de los resultados.
Física cuántica: también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de
la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta
son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la
imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, su energía, o
conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula.
Surgió a lo largo de la primera mitad del siglo XX en respuesta a los problemas que
no podían ser resueltos por medio de la física clásica
Física nuclear: es una rama de la física que estudia las propiedades y el
comportamiento de los núcleos atómicos. Es conocida mayoritariamente por la
sociedad, por el aprovechamiento de la energía nuclear en centrales nucleares y en el
desarrollo de armas nucleares, tanto de fisión como de fusión nuclear.
Física de partículas: es la rama de la física que estudia los componentes
elementales de la materia y las interacciones entre ellos. Se conoce a esta rama
también como física de altas energías, debido a que muchas de las partículas se las
puede ver sólo en grandes colisiones provocadas en los aceleradores de partículas.
Generador eléctrico: es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de
potencial eléctrica entre dos de sus puntos, transformando la energía
mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo
magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura
denominada también estator. Aunque la corriente generada es corriente alterna,
puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se
observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de
los generadores de corriente alterna son de tres fases.
Inducción: redistribución de las cargas eléctricas en un conductor por la
acción de un campo eléctrico exterior.

25
Ionización: es el fenómeno químico o físico mediante el cual se
producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al
exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutro. A la especie
química con más electrones que el átomo o molécula neutros se le llama anión, y
posee una carga neta negativa, y a la que tiene menos electrones catión, teniendo una
carga neta positiva. Hay varias maneras por las que se pueden formar iones de átomos
o moléculas.
Manivela: es la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de
las cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una rueda, palanca etc.
y la otra forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda. Puede
servir también para efectuar la transformación inversa del movimiento circular en
movimiento rectilíneo. Cuando se incorporan varias manivelas a un eje, éste se
denomina cigüeñal.
Mega voltio: unidad de potencia eléctrica que equivale a un millón de vatios.
Partícula: parte muy pequeña de alguna cosa o cuerpo muy pequeño. En
física, partícula radiactiva constituida por dos protones y dos neutrones; procede de
desintegraciones espontáneas del núcleo. Las partículas pueden existir en cualquier
forma, tamaño y pueden ser partículas sólidas o gotas líquidas. Dividimos a las
partículas en dos grupos principales. Estos grupos difieren en varias formas. Una de
las diferencias es el tamaño.
Potencial: en física se define como una magnitud que puede
ser escalar o vectorial, que sirve para describir la evolución o variación probable de
otra magnitud. Generalmente los potenciales aparecen para describir a un campo
físico y también aparece en termodinámica.
Rayos x: se designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de
atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actuales
sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica
directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla.
Voltaje: cantidad de voltios que actúan en un aparato o sistema eléctrico.

26
Voltios: unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz del Sistema
Internacional, equivalente a la diferencia de potencial que hay entre dos puntos de un
conductor cuando al transportar entre ellos un coulomb se realiza el trabajo de un
julio. (Símbolo V).

27
CAPÍTULO III
METODOLOGIA
Naturaleza de la Investigación
El presente estudio se ubica en la modalidad de proyecto especial que se
apoya en una investigación de campo de carácter descriptivo, ya que tiene como
finalidad construir un generador Van de Graff como estrategia didáctica para la
enseñanza-aprendizaje de la electroestática dirigido a estudiantes del 5to año de
Educación Media General de la U.E.Colegio “María de Lourdes Perera” para el año
escolar 2012-2013.
Los trabajos especiales son definidos por Jiménez (2012)
Como trabajos que lleven a creaciones tangibles, susceptibles de ser
utilizadas como soluciones a problemas demostrados, o que respondan a
necesidades e intereses de tipo cultural. Se incluyen en esta categoría los
trabajos de elaboración de libros de texto y de materiales de apoyo
educativo, el desarrollo de prototipos y de productos tecnológicos en
general que por su carácter innovador puedan producir un aporte
significativo al conocimiento sobre el tema seleccionado y a la cultura.
Así mismo es un estudio de campo, ya que según el Manual UPEL (2010)
consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados o de la
realidad donde concurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna. La
investigación de campo puede ser de carácter exploratorio, descriptivo, interpretativo,
acción participante, explicativa, experimental, critico, cuasi-experimental y evolutivo.
Diseño de la Investigación
Refiere Ballestrini (2002), que el diseño de la investigación es el “conjunto de
pasos que conducen al logro de los objetivos planteados en el estudio”. (p.50).

28
Para realizar esta investigación se desarrollaron las siguientes fases:
Paso 1. Revisión bibliográfica: destinada a la recolección, análisis e interpretación de
materiales bibliográfico y electrónico.
Paso 2. Estudio de campo: se aplicó un instrumento a la muestra en estudio.
Paso 3. Estudio descriptivo: Una vez recolectada la información y aplicado el
instrumento se procedió a examinar ambos elementos con el propósito de realizar una
descripción detallada de las variables del estudio.
Paso 4. Análisis de los resultados: A partir de la información recolectada por el
instrumento se efectuó un análisis de frecuencia y porcentaje, cuyos datos se
presentaran en cuadros y gráficos para una mejor visualización de los resultados, a
partir de los cuales se elaboraron conclusiones y recomendaciones.
Población y Muestra
La población, es definida por Pérez (2006), como el “conjunto finito o infinito de
unidades de análisis, individuos, objetos o elementos que se someten a estudios;
pertenecen a la investigación y son la base fundamental para obtener información” (p.
75). Para realizar este estudio se tomó como población a estudiantes del Colegio
“María de Lourdes Perera”, específicamente los alumnos de quinto año de Educación
Media General.
Según afirma, Hernández Sampieri (2006) Una muestra se define como un
subgrupo de la población del cual se recolectan los datos y debe ser representativa
con respecto a la población en estudio. Por lo tanto, entre los alumnos de quinto año
de Educación Media General del Colegio “María de Lourdes Perera” se seleccionó
una muestra al azar del 30% de los estudiantes los cuales serán los sujetos de estudio
y a quienes se les aplicó el cuestionario. Para ello, se introdujo en un envase dos tiras
de papel rotulados grupo 1 y grupo 2, correspondientes a los grupos de laboratorio, el
Prof. Luis Benítez escogió uno, quedando seleccionado el grupo 2.

29
Cuadro Nº 1 Distribución de la población por grado
Grado y Sección Nº de estudiantes
5to “A” 31
5to “B” 31
Total 62
Sistema de variables
Una variable es, según el criterio de Sabino (2000) “cualquier característica o
cualidad de la realidad que es susceptible de asumir diferentes valores” (p.78)
asumiendo el concepto valor, según la misma fuente “en un sentido amplio y no en el
más reducido de valor o magnitud numérica”. (p.78).
En base a lo anterior, en la presente investigación existe la siguiente variable,
Construcción de un Generador Van de Graaff como estrategia didáctica para la
enseñanza-aprendizaje de la electroestática. A continuación se presenta la
operacionalización de la variable.
Cuadro Nº 2
Operacionalización de la variable
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES ÍTEMS
Necesidad de construir
un generador de
Van de Graff
como estrategia
didáctica para la enseñanza-
aprendizaje
de la Electrostática.
Conceptual Terminología básica 1,2,3
Utilidad del generador 4
Generador Van de
Graff
Dotación del
laboratorio 5
Ventajas 6
Cargas eléctricas
7
Campo eléctrico 8
Electroestática
Tipos de Electrización
9
Ionización 10
Comprensión del tema
con el uso del
generador
11

30
Técnica de recolección de datos
Para Tamayo y Tamayo (2001), la técnica de recolección de datos “es la
vinculación de tres actividades como son: en primer lugar la selección de un
instrumento de medición disponible o diseñado para el estudio del comportamiento
que se desea medir. En segundo lugar la aplicación del mismo y por último tabular
los resultados para ser analizados” (pág. 237).
Para la recolección de los datos en la presente investigación se aplicó un
cuestionario con respuestas dicotómicas, a un grupo representativo de la población,
para la recolección de la información, con el fin de determinar la necesidad de la
construcción del Generador Van de Graff como estrategia didáctica para la
enseñanza-aprendizaje de la electroestática.
Validez y confiabilidad del instrumento
Para Hernández y otros (2001), la validez se refiere al “grado en que un
instrumento de medición mide realmente la(s) variable(s) que se pretenden medir”.
(p.332). Una vez elaborado el instrumento, éste fue sometido a la consideración y
análisis de expertos los cuales emitieron sus juicios en los aspectos claridad,
pertinencia y congruencia.
Análisis de los datos
Tamayo y Tamayo (2001), señala como la técnica de recolección de datos
tiene su significado únicamente en función a las interpretaciones que les da el
investigador (p.181). Obtenidos los datos se analizaron haciendo uso de la estadística
descriptiva, a través de la frecuencia de respuestas y porcentajes. Los resultados se
presentan en cuadros y gráficos.

31
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
En este capítulo se presenta el análisis de los resultados obtenidos de la
aplicación del instrumento a treinta estudiantes cursantes de quinto año de Educación
Media General de la U.E. Colegio “María de Lourdes Perera” de Barquisimeto,
ubicado en la Parroquia Santa Rosa del Municipio Iribarren, los cuales constituyen la
población en estudio para diagnosticar la necesidad de construir un generador de Van
de Graaff para ser utilizado como estrategia didáctica para la enseñanza-aprendizaje
de la electroestática.
Los resultados se presentan en cuadros, donde los datos se distribuyen por
frecuencias y porcentajes, para representar las respuestas emitidas por los estudiantes
encuestados, en un el post- test, aplicado después de usar el generador Van de Graff,
en una clase práctica impartida por el especialista en física, profesor Luis Benítez.
Los resultados también se presentan en gráficos. Es de hacer notar que también se
aplicó un pre-test que permitió el desarrollo de esta investigación. Los resultados
también se presentan en gráficos.

32
Resultados del Pre-test y Pos-test
Análisis de los resultados obtenidos de la encuesta realizada a los estudiantes
del Colegio “María de Lourdes Perera” de la parroquia Santa Rosa.
Cuadro Nº3. Ítem 1 ¿Sabes que es la electricidad?
Gráfico Nº 1. Relacion porcentual sobre la electricidad.
En esta gráfico se puede observar que en el pre-test un 97% de los estudiantes
sabían que era electricidad, mientras que el 3% no. Y luego de ser explicada la clase y
aplicarse el post-test el 100% de los estudiantes sabían que era electricidad.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 29 (97%) 1 (3%)
Pos-test 30 (100%) 30 (100%) 0 0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Pos-test
SI
NO

33
Cuadro Nº 4. Ítem 2 ¿Conoces la electrostática?
Gráfico Nº 2. Relación porcentual sobre el conocimiento de la electroestática.
En esta gráfico se puede observar que en el pre-test 56,6% de los estudiantes
no tenían conocimientos sobre la electroestática, y luego de ser explicada la clase y
aplicado el pos-test el 97% sabían que era la electroestática.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 13 (43,3%) 17 (56,6%)
Pos-test 30 (100%) 29 (97%) 1 (3%)
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
Pre-test Pos-test
SI
NO

34
Cuadro Nº 5. Ítem 3 ¿Sabes que es un Generador Van de Graaff?
Gráfico Nº 3. Relación porcentual sobre el conocimiento del generador Van de
Graff.
En este gráfico se observa que en el pre-test un 93% de los estudiantes no
sabían que era un generador Van de Graff, y luego de ser explicada la clase y
aplicado el pos-test se observa que 90% adquirieron conocimientos sobre el
generador.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 2 (7%) 28 (93%)
Pos-test 30 (100%) 27 (90%) 3 (10%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Post-test
SI
NO

35
Cuadro Nº 6. Ítem 4 ¿Conoces la utilidad de un Generador Van de Graaff?
Gráfico Nº 4. Relación porcentual sobre la utilidad del generador
El gráfico demuestra que al preguntarles a los estudiantes si conocían el
funcionamiento del generador Van de Graff el 93% dijo que no lo conocían y luego
de ser explicada la clase y aplicado el pos-test el 90% conocieron el uso del
generador.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 2 (7%) 28 (93%)
Pos-test 30 (100%) 27 (90%) 3 (10%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Post-test
SI
NO

36
Cuadro Nº 7. Ítem 5 ¿Tendrías una mejor comprensión sobre la electrostática a
través de experimentos?
Gráfico Nº 5. Relación porcentual sobre la comprensión de las prácticas a través
de experimentos.
En el gráfico se observa que el 100% de los estudiantes están de acuerdo en
que se comprenderían mejor las prácticas mediante experimentos.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Pos-test
SI
NO
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 30 (100%) 0 (0%)
Pos-test 30 (100%) 30 (100%) 0 (0%)

37
Cuadro Nº 8. Ítem 6 ¿Sabes que son cargas eléctricas?
Gráfico Nº 6. Relación porcentual sobre las cargas electricas.
El gráfico demuestra que tanto en el pre-test como en el pos-test los
estudiantes conocian las cargas electricas.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 27 (90%) 3 (10%)
Pos-test 30 (100%) 29 (97%) 1 (3%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Post-test
SI
NO

38
Cuadro Nº 9. Ítem 7 ¿Sabes que es un campo eléctrico?
Gráfico Nº 7. Relación porcentual sobre el conocimiento del campo eléctrico.
En este gráfico se demuestra es en el pre-test un 60% de los estudiantes no
tenian conocimientos sobre el campo eléctrico, y luego de ser explicada la clase y
aplicado el pos-test los alumnos entendieron el campo eléctrico.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 12 (40%) 18 (60%)
Pos-test 30 (100%) 29 (97%) 1 (3%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Pos-test
SI
NO

39
Cuadro Nº 10. Ítem 8 ¿Conoces la electrización por frotamiento, contacto e
inducción?
Gráfico Nº 8. Relación porcentual sobre los tipos de electrización.
El gráfico demuestra que en el pre-test un 90% conocían los tipos de
electrización y el 10% no, y luego de explicada la clase y aplicado el pos-test ese 10%
disminuyo a un 7%.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 27 (90%) 3 (10%)
Pos-test 30 (100%) 28 (93%) 2 (7%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Pos-test
SI
NO

40
Cuadro Nº 11. Ítem 9 ¿Conoces la ionización?
Gráfico Nº 9. Relación porcentual sobre el conocimiento de la ionización.
En el gráfico se aprecia que en el pre-test un 70% de los estudiantes no
conocían la ionización, y que luego de ser explicada la clase y aplicado el pos-test un
83% conoció la ionización.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Pre-test Pos-test
SI
NO
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 9 (30%) 21 (70%)
Pos-test 30 (100%) 25 (83%) 5 (17%)

41
Cuadro Nº 12. Ítem 10 ¿Crees que es necesario dotar el laboratorio de física con
instrumentos que faciliten las actividades prácticas?
Gráfico Nº 10. Relación porcentual sobre la dotacion del laboratorio.
El gráfico demuesta que en el pre-test un 70% de los estudiantes creia que no
era importante la dotacion del laboratorio, pero luego de ver la clase y aplicado el
pos-test notaron la importancia que tiene dotar al laboratorio.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Pre-test Pos-test
SI
NO
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test 30 (100%) 9 (30%) 21 (70%)
Pos-test 30 (100%) 25 (83%) 5 (17%)

42
Cuadro Nº 13. Ítem 11 ¿Obtuviste una mejor comprensión con el uso del
Generador Van de Graaff?
Grafico Nº 11. Porcentaje sobre la comprensión de las clases prácticas con el uso
del generador.
En el grafico se aprecia que en el pos-test el 93% de los estudiantes
obtuvieron una mejor comprensión con el uso del generador.
Número de
personas
encuestadas
Número de
personas con
respuestas SI
Número de
personas con
respuestas NO
Fre % Fre % Fre %
Pre-test - - - - - -
Pos-test 30 (100%) 28 (93%) 2 (7%)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Pre-test Pos-test
SI
NO

43
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES
Luego de la aplicación del instrumento utilizado para realizar el diagnóstico, se
obtuvieron resultados que permitieron concluir lo siguiente:
1. Existe un enorme desconocimiento sobre la electroestática y sus distintas
aplicaciones; así como también no poseen suficiente información sobre el
generador Van de Graff y sus beneficios, por lo tanto se concluye que los
estudiantes de quinto año de la U.E. Colegio “María de Lourdes Perera”
tienen la necesidad que se utilicen estrategias didácticas que favorezcan el
proceso enseñanza-aprendizaje de la electroestática.
2. El generador Van de Graff construido permitió observar el funcionamiento y
los distintos experimentos que se pueden realizar a través de él. Se puede
decir que a partir del presente trabajo y la experimentación se demuestra el
beneficio que se tiene al utilizar aparatos de experimentación en las clases
observándose que los alumnos obtienen una mayor comprensión con hechos
vistos físicamente que teóricamente.
3. La enseñanza de la física por medio del uso del generador Van de Graff
resultó ser una actividad enriquecedora, puesto que se logró la participación
activa de los estudiantes debido al interés que demostraron al usar el aparato
en la actividad práctica.
4. Con la construccion del generador se demostró que es posible dotar los
laboratorios con instrumentos realizados con materiales de bajo costo puesto

44
que son necesarios dichos materiales para el buen desarrollo del proceso
enseñanza-aprendizaje.
5. El uso de este tipo de aparatos facilitan el aprendizaje logrando una mayor
comprensión de las actividades teórico-prácticas entre las que se pueden
mencionar el pendulo electroestatico, luz magica, entre otros.
RECOMENDACIONES
En cuanto a las recomendaciones se sugiere lo siguiente:
- Dar a conocer los resultados de la investigación a la directiva del plantel para
que motiven a los docentes de física a utilizar el generador Van de Graff como
estrategia didáctica en el desarrollo del proceso enseñanza-aprendizaje de la
electroestática.
- Realizar la construcción de nuevos instrumentos que puedan ser utilizados
como estrategia didáctica para la enseñanza de otros temas.
- Realizar talleres a los docentes de la institución que impartan asignaturas
prácticas, dando a conocer investigaciones como estas que motiven el diseño
de prácticas de laboratorio y propicien la construcción de instrumentos por
parte de los estudiantes, para que sean utilizados como estrategias didácticas
que permitan mejorar el aprendizaje de los contenidos.
En cuanto al Uso del generador:
- Utilizar adecuadamente el generador, evitando mantenerlo encendido por
mucho tiempo, debido a que el motor que proporciona el movimiento de la
banda se calienta de forma rápida.

45
- Al utilizar el generador, evitar utilizar objetos metálicos tales como cadenas,
anillos, relojes, brazaletes entre otros, de manera que no reciba una descarga
de forma indeseada.
- Utilizar el generador en un ambiente libre de humedad, para así lograr un
mayor rendimiento en las actividades.
- Realizar mantenimiento del generador cada seis (6) meses para garantizar su
adecuado funcionamiento.

46
CAPÍTULO VI
LA PROPUESTA
CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR VAN DE GRAFF COMO
ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA
ELECTROESTATICA DE QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA
GENERAL DEL COLEGIO “MARÍA DE LOURDES PERERA” DE
BARQUISIMETO ESTADO LARA
Características del Generador Van de Graaff
Está constituido por: a) una esfera hueca conductora de 25 cm de diámetro; b)
una banda de goma látex de 4 cm de ancho y 120 cm de largo, que hace de transporte
de las cargas, c) un sistema de dos rodillos guías para conducir la banda aislante de
goma, los cuales son impulsados por un motor eléctrico cuya velocidad puede
variarse a través de un motor de máquina de coser; d) un rodillo superior de resina
que gira libremente por acción de la cinta; e) un rodillo inferior de resina que es
impulsado por la polea motora; f) un elemento (dos electrodos tipo cepillo de acero)
de fricción que actúa sobre el rodillo inferior para transferencia de las cargas; h) Una
estructura de material plástico aislante (cloruro de polivinilo-PVC), que es el soporte
del conjunto.
Este generador electrostático fue ideado por Lord Kelvin en 1890 y llevado a
la práctica por Van de Graaff en 1931. El dispositivo se basa en el principio de que si
un conductor cargado se pone en contacto interno con un segundo conductor hueco,
toda su carga pasará a éste por muy alto que sea su potencial. Así, si no fuera por
dificultades de aislamiento, la carga y el potencial de un conductor hueco podrían

47
alcanzar cualquier valor deseado, con solo adicionarle sucesivas cargas por contacto
interno.
Funcionamiento del Generador de Van de Graaff
La cinta de goma, estirada entre los dos rodillos, es conducida por un motor de
velocidad moderada.
Figura1
Figura 2
De estos dos rodillos, el superior es libre y el
inferior ejerce la función motriz. Según la serie
Triboeléctrica, por rozamiento se transmiten cargas
negativas a la goma. Por lo tanto la cinta adquiere
cargas negativas y la superficie del rodillo cargas
positivas. Si puntas metálicas agudas como las del
electrodo de cepillo se colocan cerca de la superficie
de la cinta, a la altura del eje del rodillo inferior, se
produce un intenso campo eléctrico entre estas
puntas y la superficie de dicho rodillo (Fig. 1)
Las moléculas de aire en el espacio
existente entre ambos elementos, se ionizan
creando un puente conductor por el que
circulan las cargas negativas desde las puntas
metálicas hacia la cinta. Las cargas negativas
son atraídas hacia la superficie del rodillo,
pero en medio del camino se encuentra la
cinta y se depositan en su superficie,
cancelando parcialmente la carga positiva del
rodillo superior, ubicado dentro de la cúpula
en la cumbre de la columna (fig 2)

48
De esta manera, el rodillo superior adquiere cargas negativas (que también
recibe por el efecto Triboeléctrico entre la resina y la goma). Cuando más cargas
negativas llegan sobre la cinta, las mismas son repelidas y saltan la brecha aérea hasta
el otro electrodo tipo cepillo igualmente ubicado en el lugar. Este electrodo está
conectado directamente a la cúpula. Debido a que cargas semejantes se repelen y
tratan de ponerse tan lejos de sí como sea posible, las mismas son transportadas a la
superficie exterior de la cúpula (que es lo. más lejano que puede irse). Las cargas
positivas que recíprocamente son desalojadas de la cúpula, neutralizan las cargas
negativas de la cinta y parcialmente las del rodillo, resultando que parte descendente
de la banda lo hace con cargas positivas, cerrándose así el ciclo.
La banda continúa trayendo mas carga al rodillo superior y desde allí a la
cúpula, aumentando su potencial. Este aumento en el potencial parará solamente
cuando se llegue a un equilibrio con el entorno.

49
Estructura interna del Generador Van de Graff
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Polea
Esferahuecade Metal
Cable cepillo a
tierra
Cable cepillo
Tubo PVC
Eje del motor

50
PRÁCTICA SUGERIDA COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA
LA DEMOSTRACIÓN DE FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS
UTILIZANDO EL GENERADOR VAN DE GRAFF
OBJETIVO GENERAL: Demostrar diversos fenómenos electrostáticos utilizando
el Generador de Van der Graff.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Observar fenómenos de atracción y repulsión eléctrica.
Comprobar y visualizar los efectos de punta
Comprobar y visualizar los efectos del viento eléctrico
FUNDAMENTACIÓN TEORICA
La estrategia didáctica es el conjunto de procedimientos apoyados en técnicas
de enseñanza, que tienen por objeto llevar a buen término la acción didáctica, es
decir, alcanzar los objetivos de aprendizaje. Las estrategias por lo tanto no deben ser
consideradas como un recurso más, sino como una herramienta que nos permita
lograr que el alumno aprenda significativamente y que a su vez favorezca su progreso
personal, social y laboral.
Por lo tanto, es tarea del profesor tanto la selección como la utilización de las
estrategias didácticas apropiadas, en función de los propósitos que persiga, de los
contenidos que desee enseñar, de las características de los alumnos y del contexto, ya
que dichos factores tienen marcada influencia en la eficacia de una estrategia de
enseñanza.
Se considera, que la mejor manera de evaluar la destreza del estudiante es
mediante la práctica. En este método el estudiante deberá trabajar
independientemente hasta donde sea posible utilizando entre otros recursos guías.
Diseñar la actividad práctica, desde la actividad inicial a la actividad final o más
compleja Nadie puede aprender nada si no hay placer de recibir la enseña.

51
Con respecto a lo anterior, Candela Linares, H. (2009) afirma que entre las
actividades que generan aprendizaje significativo están la realización de
experimentos por ejemplo de biología, química o física, experimentos relacionados
con el ambiente, el agua, la energía, etc.
Por todo lo antes expuesto, se construyó un Generador Van de Graff, para ser
utilizado como estrategia didáctica para la enseñanza de la Electrostática, a los
estudiantes de quinto año del colegio “Maria de Lourdes Perera” de Barquisimeto.
Además, por sugerencia de los jurados, se elaboró una práctica donde se proponen
algunas actividades relacionadas con el tema, la cual consta de pre-laboratorio,
laboratorio y post-laboratorio.
ESTRUCTURA DE LA PRÁCTICA
PARTE I:
PRELABORATORIO
Lee el siguiente texto
El generador de Van de Graaff, que está basado en el principio del
frotamiento, el cual llega a producir voltajes del orden de 10 a 12 millones de volts.
Grandes generadores de este tipo se utilizan para bombardear los núcleos de los
átomos en los laboratorios de investigación. Sin embargo, en los laboratorios
escolares se usan pequeños generadores para demostraciones de
cómo producir electricidad de reposo. Trabajando con ellos y teniendo mucho
cuidado no representan peligro alguno, puesto que producen voltajes pequeños. Este
tipo de generador es como una batería eléctrica que genera electricidad.
Electrostática
Los cuerpos por contacto o frotamiento producen cargas eléctricas, las cargas
negativas se transfieren de un cuerpo a otro, dando lugar a un equilibrio de cargas
entre ellos. Estas cargas en reposo son el objeto de estudio de la electrostática.
En la transferencia de carga es donde los cuerpos ganan o pierden electrones,
es decir, se electrizan. Este hecho da lugar a la corriente eléctrica que es

52
un movimiento de electrones en un material conductor. Este movimiento de
electrones se debe a que cuando dos materiales se ponen en contacto, alguno de ellos
gana o pierde electrones.
Que un cuerpo sea “neutro” no significa precisamente que no tenga cargas,
sino que tiene cargas negativas y positivas en igual cantidad, es decir, presenta un
equilibrio de cargas. Siempre que un cuerpo adquiere carga positiva es porque ha
perdido electrones. Estos electrones pasan por otros cuerpos. De acuerdo con este
principio, un cuerpo tendrá excedente de electrones y otra carencia de ellos. Cuando
un cuerpo está cargando positivamente y otro negativamente, ambos se atraen. Sin
embargo, después de permanecer en contacto por un momento, cesa la atracción. ¿Por
qué sucede esto? Porque conforme pasa el tiempo hay un reacomodo de cargas.
La primera ley de la electrostática dice: “Las cargas del mismo signo se
repelen y las de diferente signo se atraen”.
Materiales:
El alumno debe traer:
1pendulo (Esfera de anime pequeña forrada con papel de aluminio, insertarle hilo
pabilo)
Tiras de papel finas unidas en forma de cabellera
Trozo de vela
Trozo de alambre de cobre grueso o aguja metálica
Tirro
Bombillo Fluorescente
Envase acrílico pequeño
Trozos de papel pequeños, cortados en cuadros.
Esfera grande de anime forrada con papel de aluminio e insertar un tubo metálico
finalizado en un tapón monohoradado (Esfera conductora)

53
PARTE II:
LABORATORIO
Actividad Nª1: Carga y repulsión de pequeños cuerpos.
a) Coloque un mechón de pelos o trozos de papel cortados en flecos, sujetados con
un tirro a la parte superior de la esfera.
b) Encienda el generador Van de Graff.
¿Qué sucedió?
Actividad Nª2: Luz Mágica
a) Enciende el generador de Van de Graff, y espera unos minutos a que la esfera
adquiera carga eléctrica
b) Acerca lentamente el bombillo fluorescente.
¿Qué sucede?

54
Actividad Nº 3: Péndulo electrostático
a) Enciende el generador de Van de Graff, y espera unos minutos que adquiera una
gran carga
b) Acerca el péndulo conductor a la esfera del generador.
¿Qué sucedió?
Actividad Nº4: Viento iónico.
a) Pega un hilo de cobre grueso a la esfera con tirro o en su defecto una aguja
metálica, acerca ella una vela encendida.
¿Qué se observa?
Actividad Nº5: Carga de una persona.
a) Busque a una persona con cabello largo, fino y limpio.
b) Dígale que coloque su mano sobre la esfera antes de encenderla, y que se
mantenga un tiempo con ella puesta cuando el generador este funcionando.

55
¿Qué se observa?
Nota: No debe hacerse con persona que tenga problemas cardíacos.
Actividad Nº 6: Van de Graff Produce Chispas.
a) Enciende el generador de Van de Graff
b) Acerca lentamente a la esfera del generador de Van de Graff la esfera conductora.
¿Qué se observa?

56
PARTE III:
POSTLABORATORIO
a) Registra en el siguiente cuadro el resultado de tus observaciones
b) Realiza un reporte escrito de las actividades realizadas y entrégalo al profesor en la
próxima clase.
Actividades Fenómenos Observados Conclusiones Observaciones
1
2
3
4
5
6

57
REFERENCIAS
Avendaño y Otros. (2012). Módulos de laboratorio para el desarrollo de prácticas
experimentales, enfocadas desde el aprendizaje significativo. Trabajo de Monografía
Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de Ciencias y Educación.
Proyecto Curricular de Licenciatura en Física. Bogotá, 2011.
Balestrini, M. (2002). ¿Cómo se elabora el proyecto de investigación? Caracas
Venezuela: Consultores y Asociados.
Barrera (2012). Generador Van der Graff. San Antonio Táchira.
Cantor (2010) Construcción de un Generador Van de Graff para demostrar la
Importancia de la energía estática. Colombia.
Castel y cristiano (2012) Construcción de un generador de Van de Graff.
Carrascosa. (2006). Papel de la actividad experimental en la educación científica.
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. (2000) Gaceta Oficial de la
República Bolivariana de Venezuela N° 5.453. Caracas Marzo 24, 2.000
Figueroa y Otros (2010) Generador de Van Der Graaff. Villa Hermosa México.
Disponible: http://es.scribd.com/doc/38781235/REPORTE-FISICA
Franco. (2010) Física con Ordenador.
Disponible:http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/Introduccion/fisica/curso_fisica/fisica_
intro.htm
Francis W. Sears y Mark W. Zemansky. Física, Edt. Aguilar (1970) pág. 565.
Hernández Fernández y Batista (2001) Metodología de la Investigación. México:

58
Mc Graw Hill.
McGrawhillhttp://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/medio_superi
or/ens_3/portafolios/fisica/equipo6/describe_estrategias_didacticas.htm
Hernández y otros (2001). Valides y Confiabilidad del instrumento.
Hernández Sampieri (2006) definición de muestra.
Implantación de Procedimientos Activos y Cooperativos de Enseñanza/Aprendizaje y
Desarrollo de Recursos Docentes en Cursos Técnicos de Electromagnetismo
http://www.unizar.es/icee04/innovadoc/PID_mempremiouz_100628.pdf
Jiménez (2012) Como hacer un trabajo de grado por la modalidad proyecto
factible. Instituto Pedagógico de Barquisimeto.
Lambea .P (2003). Una experiencia innovación docente en la enseñanza del
electromagnetismo. Escuela universitaria de Ingeniería Técnica Industrial.
Universidad de Zaragoza. España.
Ley Orgánica de Educación. (2009). Gaceta Oficial de la República Bolivariana de
Venezuela N º 5.929. Caracas Agosto 2.009
Montilla y Blanco (2010). CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR DE VAN DER
GRAFF CON SUS RESPECTIVAS ACTIVIDADES DIDÁCTICAS PARA
CONTRIBUIR A LA MEJORA DEL LABORATORIO DE
ELECTROMAGNETISMO DEL INSTITUTO PEDAGÓGICO DE
BARQUISIMETO“LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA”
Prada y Otros (2012). “Con los pelos de punta”. Caracas
Pérez (2006) Guía Metodológica para Anteproyectos de Investigación. Segunda
Edición. FEDUPEL Caracas Venezuela.

59
Tamayo y Tamayo, J (2001). Metodología de la Investigación. Venezuela:
Ediciones Urano C.A.

60
ANEXO A
Proceso de Elaboración del generador

61
MATERIALES
Cable de conexión a la esfera
Cable de conexión a tierra

63
Bandas elásticas
Rodillo superior

65
PROCEDIMIENTO
Colocando la banda

66
Colocando el cable de conexión a tierra
Colocando el tubo PVC

67
Colocando el rodillo superior

68
Parte de la esfera colocada

69
Conectando el cable de conexión a la esfera

70
Anexo C
Formato de Validación del instrumento

71
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
C. U. COLEGIO “MARÍA DE LOURDES PERERA”
Barquisimeto,10-03-2013
Ciudadano
Docentes Validadores
Presente.
Ante todo reciban un cordial saludo, la presente tiene como finalidad
solicitar la revisión al instrumento que aplicaremos al 30% de los estudiantes
de quinto año de educación media general, con el propósito de recaudar
información del trabajo de investigación titulado: Construcción de un
generador Van de Graff como estrategia didáctica para la enseñanza-
aprendizaje de la electroestática dirigido a estudiantes del 5to año de Educación
Media General de la U.E. Colegio “María de Lourdes Perera” para el año
escolar 2012-2013.
Sin más a que hacer referencia y agradeciendo su valiosa colaboración, se
despiden atentamente:
______________________ ____________________
Nava Marianny Quintero Lorena
______________________
Romero José
Validador #1 Validador #2 Validador #3

72
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
CUESTIONARIO
Estimado Estudiante:
Con el propósito de recolectar información relacionada con el nivel de
conocimiento sobre el contenido ¨electroestática¨ que poseen los estudiantes de 5to
año de educación media general del colegio ¨María de Lourdes Perera¨ de la
Parroquia Santa Rosa, Estado Lara, se diseñó el presente instrumento tipo
cuestionario.
Se agradece su colaboración al dar respuesta a la totalidad de los planteamientos.
De igual manera, la información suministrada será manejada con absoluta
confidencialidad.
Instrucciones:
1. Lea cada uno de las interrogantes antes de contestar
2. Marque una equis (X) la alternativa que mejor refleje su opinión.
3. No deje preguntas sin responder.
4. Para responder considere las opciones Si o No
Gracias por su colaboración.

73
PRE-TEST
1. ¿Sabes que es la electricidad?
SI NO
2. ¿Conoces la electroestática?
SI NO
3. ¿Sabes que es un Generador Van de Graaff?
SI NO
4. ¿Conoces la utilidad de un Generador Van de Graaff?
SI NO
5. ¿Tendrías una mejor comprensión sobre la electrostática a través de
experimentos?
SI NO
6. ¿Sabes que son cargas eléctricas?
SI NO
7. ¿Sabes que es un campo eléctrico?
SI NO
8. ¿Conoces la electrización por frotamiento, contacto e inducción?
SI NO

74
9. ¿Conoces la ionización?
SI NO
10. ¿Crees que es necesario dotar el laboratorio de física con instrumentos
que faciliten las actividades prácticas?
SI NO

75
POST-TEST
1. ¿Sabes que es la electricidad?
SI NO
2. ¿Conoces la electroestática?
SI NO
3. ¿Sabes que es un Generador Van de Graaff?
SI NO
4. ¿Conoces la utilidad de un Generador Van de Graaff?
SI NO
5. ¿Tendrías una mejor comprensión sobre la electrostática a través de
experimentos?
SI NO
6. ¿Sabes que son cargas eléctricas?
SI NO
7. ¿Sabes que es un campo eléctrico?
SI NO
8. ¿Conoces la electrización por frotamiento, contacto e inducción?
SI NO

76
9. ¿Conoces la ionización?
SI NO
10. ¿Crees que es necesario dotar el laboratorio de física con instrumentos
que faciliten las actividades prácticas?
SI NO
11. ¿Obtuviste una mejor comprensión con el uso del generador?
SI NO

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